核化学与放射性衰变知识考查试题及答案

核化学与放射性衰变知识考查试题及答案单选题（每题2分，共20分）1.下列核素中，哪一个的半衰期最短？A.²³⁵UB.¹⁴CC.¹³¹ID.⁹⁹ᵐTc答案：D2.发生α衰变后，母核X的质量数减少、原子序数减少，其正确表达式为A.ᴬZX→ᴬ⁻⁴Z⁻²Y+⁴₂HeB.ᴬZX→ᴬ⁻²Z⁻¹Y+⁴₂HeC.ᴬZX→ᴬZ⁻¹Y+⁴₂HeD.ᴬZX→ᴬ⁻⁴Z⁻¹Y+⁴₂He答案：A3.对β⁻衰变，下列守恒量完全正确的是A.质量数、原子序数、电荷、能量B.质量数、电荷、能量、线动量C.质量数、电荷、角动量、宇称D.质量数、电荷、能量、角动量答案：D4.若某放射源活度为1.85×10⁸Bq，其比活度为3.7×10¹⁰Bq·kg⁻¹，则该源质量为A.5.0mgB.2.0mgC.0.50mgD.0.20mg答案：A5.¹⁴C测年法假定大气中¹⁴C/¹²C比值恒定。若样品¹⁴C/¹²C比值为现代值的12.5%，则样品年龄约为（¹⁴CT₁⁄₂=5730a）A.5730aB.11460aC.17190aD.22920a答案：C6.在天然铀系中，最终稳定核素为A.²⁰⁶PbB.²⁰⁷PbC.²⁰⁸PbD.²⁰⁹Bi答案：B7.核反应截面单位“靶恩”1b等于A.10⁻²⁴cm²B.10⁻²⁸m²C.10⁻²⁴m²D.10⁻²¹cm²答案：A8.对γ衰变，内转换电子的产生是由于A.核外电子与γ光子发生康普顿散射B.核激发能直接传递给核外电子C.核外电子与反冲核碰撞D.核外电子俘获答案：B9.在放射性平衡中，若子体半衰期远小于母体半衰期，则体系达到A.瞬态平衡B.长期平衡C.无平衡D.非平衡答案：B10.下列探测器对γ射线能量分辨率最佳的是A.盖革-米勒计数管B.闪烁体NaI(Tl)C.高纯锗(HPGe)D.电离室答案：C多选题（每题3分，共15分；多选少选均不得分）11.下列过程伴随中微子发射的有A.β⁻衰变B.β⁺衰变C.电子俘获D.α衰变E.γ衰变答案：A、B、C12.关于¹³¹I的医学应用，正确的有A.用于甲亢治疗B.主要γ能量364keVC.半衰期8.04dD.通过β⁻衰变转变为¹³¹XeE.可用HPGe在线测量答案：A、B、C、D13.影响放射性核素衰变常数λ的因素有A.温度B.压力C.化学状态D.核外电子排布E.以上均不影响答案：E14.下列属于天然放射系母体核素的有A.²³⁸UB.²³⁵UC.²³²ThD.⁴⁰KE.¹⁴C答案：A、B、C15.对α粒子与物质相互作用，正确的有A.主要能量损失机制为电离激发B.射程与能量正相关C.比电离随能量降低而增大D.可产生轫致辐射为主E.在空气中射程约几厘米答案：A、B、C、E填空题（每空2分，共20分）16.²³⁸U经过8次α衰变与6次β⁻衰变后，最终稳定核素为________，其质量数为________。答案：²⁰⁶Pb；20617.若核素衰变常数λ=1.0×10⁻⁵s⁻¹，则其半衰期T₁⁄₂=________h（保留两位有效数字）。答案：1918.在核反应¹⁰B(n,α)⁷Li中，入射中子动能为0.025eV，反应放热Q=2.78MeV，则α粒子在实验室系最大动能约为________MeV。答案：2.3119.某放射源初始活度A₀=3.7×10¹⁰Bq，经过三小时后测得活度为1.0×10¹⁰Bq，则该核素半衰期约为________min。答案：7920.¹⁴C衰变方程为¹⁴C→¹⁴N+________+________。答案：e⁻；ν̄ₑ21.当γ射线通过厚度为x的铅板，其强度衰减公式为I=I₀e⁻μx，若线性衰减系数μ=0.693cm⁻¹，则使强度减弱90%所需铅厚度为________cm。答案：3.3222.核素⁶⁰Co主要γ射线能量为1.17MeV与________MeV。答案：1.3323.在瞬态平衡下，子体活度A₂与母体活度A₁的关系为A₂=A₁·________。答案：λ₂/(λ₂−λ₁)24.天然钾中⁴⁰K丰度为0.0117%，其半衰期1.25×10⁹a，则1.00g天然钾的⁴⁰K活度为________Bq。答案：31.225.对α粒子在Si中射程R(μm)经验公式R=0.28E^1.5，E单位为MeV，则5.0MeVα粒子在Si中射程为________μm。答案：3.1简答题（共25分）26.（封闭型，5分）写出⁹⁰Sr衰变为⁹⁰Zr的全部路径，并标明每次衰变类型。答案：⁹⁰Srβ⁻→⁹⁰Yβ⁻→⁹⁰Zr（稳定）。27.（开放型，6分）说明为什么⁹⁹ᵐTc在临床上被广泛用于诊断，而从反应堆制备⁹⁹ᵐTc时必须依赖⁹⁹Mo-⁹⁹ᵐTc发生器。答案要点：⁹⁹ᵐTc发射140keVγ，能量适中，半衰期6.01h，既保证图像质量又降低患者剂量；反应堆不能直接大量生产⁹⁹ᵐTc，需通过⁹⁹Mo（T₁⁄₂66h）β⁻衰变生成⁹⁹ᵐTc，利用色谱柱发生器可随时淋洗获得新鲜⁹⁹ᵐTcO₄⁻，满足医院即时需求。28.（封闭型，4分）给出核素质量亏损Δm与每核子平均结合能B/A的LaTeX关系式，并说明符号含义。答案：=其中mₚ为质子质量，mₙ为中子质量，mₙᵤ𝒸为核素质量，c为光速。29.（开放型，5分）阐述在高原子序数介质中，γ射线三种主要相互作用机制随能量变化的占优区间，并说明为何在PET成像选用511keVγ。答案：光电效应<~100keV，康普顿100keV–~10MeV，电子对>1.022MeV；PET所用511keVγ处于康普顿占优区，高原子序数探测器（如LYSO）对康普顿散射探测效率高，且511keV为正电子湮灭特征能量，易与背景区分。30.（封闭型，5分）某核事故释放¹³⁷Cs，半衰期30.17a，求其衰变常数λ（a⁻¹），并计算100年后剩余份额。答案：λ=ln2/30.17=0.02298a⁻¹；N/N₀=e⁻λt=e⁻².²⁹⁸=0.100，即10.0%。应用题（共20分）31.（计算题，10分）某实验室用HPGe测得样品在661.7keV处净计数率1200s⁻¹，探测效率0.35，γ发射概率0.851，求¹³⁷Cs活度。若样品质量5.00g，求比活度（Bq·kg⁻¹）。答案：A=R/(ε·Iγ)=1200/(0.35×0.851)=4.03×10³Bq；比活度=4.03×10³/0.005=8.06×10⁵Bq·kg⁻¹。32.（综合题，10分）一座研究堆以1×10¹⁴n·cm⁻²·s⁻¹热中子通量辐照天然Co箔（100mg，⁵⁹Co丰度100%）10d，生成⁶⁰Co（σ=37b）。求：(1)饱和活度；(2)出堆时活度；(3)出堆30天后剩余活度（⁶⁰CoT₁⁄₂=5.27a）。答案：(1)Aₛ=Φσ